高壓變頻器在除塵風機上的應用

摘 要：當前我國正處在全面改革的深化階段，在各個領域都有著很大程度的進步，工業生產過程中，煉鐵廠的高壓變頻器在除塵機上的應用已經比較廣泛。生產過程中多是采取的鐵口頂吸和罐位頂吸，鐵溝、撇渣器為敞開式，無除塵點，通過排風機以及除塵風機能夠將出鐵時產生的煙塵加以清除，使高爐爐前出鐵場粉塵、煙塵濃度達到國家排放標準。文章主要就高壓變頻器的工作原理以及除塵風機工藝要求進項詳細分析，并對系統的組成及其應用進行探究，希望此次理論研究對實踐操作有所裨益。

關鍵詞：高壓變頻器；除塵風機；應用

引言

為能夠將節能降耗和生產成本降低的目標得以有效實現，通過在高爐煉鐵操作中進行采用高壓變頻調速技術，對預期目標的實現有著重要促進作用。工業生產中比較容易產生大量的有害氣體及顆粒，對環境的污染危害較大，所以通過在除塵風機上應用高壓變頻器就能夠將空氣質量提升的效率得以加強。在這一發展背景下加強其理論研究就有著實質性意義。

1 高壓變頻器工作原理及除塵風機工藝要求分析

1.1 高壓變頻器工作原理

高壓變頻器是比較高效節能以及無電網污染的變頻設備，比較適用于大型的風機以及泵類負荷，通過對高壓變頻器的應用能將設備的功率因數有效提高，在工藝的操作上也相對比較方便，最終提升生產效率。高壓變頻器的變換方式主要是利用高這一模式，電壓源單元串聯多是電平所構成，在結構上也是通過多組功率模塊所構成，在電網的諧波的影響比較小電流變化量也就會相應小，而在輸入功率因數上就會變得相對較高，這樣對輸出波形的質量就能夠起到保障作用[1]。

將高壓變頻器在除塵風機上進行應用有著其重要性，實際煉鋼過程中高壓變頻器的容量常是額定輸出電流大于電機額定電流，高壓變頻器在高爐煉鐵風機上進行應用時周期的運行功率達到650kW，能夠在電力能源上得到有效節約。不僅如此還能夠將電機的使用壽命得以有效延長，并能夠進行智能化調節以及控制等。

1.2 除塵風機工藝要求

對除塵風機的工藝要求要能結合對設備系統的選用規格，例如在除塵器電機的參數如下所示，型號是Y5602-10，在額定的電流、頻率、電壓、功率分別為96A、50Hz、6kV、800kW，在額定的功率因數上為0.81，額定轉速為592r/min。另外在除塵器的風機型號Y5-24×48-14No.22F，全壓6100Pa，風量為3.5×103m3/h，在軸功率方面為934.6kW，轉速達到980r/min。在操作的模式上來看，煉鐵廠供應一座2680m3的高爐，采用一臺除塵風機[2]。針對工藝的要求在鐵口頂吸罩覆蓋范圍少，布置較高的情況，對鐵口頂吸罩進行改造；對鐵溝和撇渣器設密封罩，并在密封罩上設吸風口，使罩內形成負壓，吸走鐵溝內產生的煙塵。

對高壓變頻器的調速上也有著相應的要求，根據高爐的每個處理周期所需要的風量需求段的不同，以及考慮到不連續處理間斷時間就能夠按照額定轉速100%以及75%、50%、25%這幾種模式實施運行，在各個檔段的時間比例也要能夠合理化的調配，變頻器在提速的時候響應的實踐要小于30s。同時也要能夠對變頻器降速的時候可不做具體化的要求，減速中如果是需要提速就要能夠滿足實際的需要。

2 高壓變頻器系統組成及在除塵風機上的應用探究

2.1 高壓變頻器系統組成

高壓變頻器系統裝置主要就是通過移向變壓器柜和變頻器柜等所構成，在變頻器單元柜方面主要是通過二十七個功率單元所構成，而每九個功率單元串聯成一組。在變頻器的基本功能方面，控制模式的設定以及本地遠程的設定和運行數據顯示和記錄等，都發揮著其自身的作用。以運行數據顯示和記錄為例，其主要的功能就是對變頻器的實際運行狀態和相關的參數進行顯示并自動記錄的，這樣能夠方便用戶以及相關維護人員對運行記錄的查詢[3]。

高壓變頻器的運行過程中，變頻器就會收到變頻切換的工頻指令，首先就是自動切斷真空接觸器，然后合上真空接觸器，再就是高壓電機轉到工頻運行。從控制部分來看主要有主控系統和功率單元以及顯示和操作等。而主系統對外部的接口以及功率單元間接收或輸出控制信號，在主控板方面主要就是對運行數據的存儲，還有是可編程邏輯控制器和常規的機電控制組成了電控系統，在實際的運行上就比較可靠。

2.2 高壓變頻器在除塵風機上的應用

第一，高壓變頻器的調速原理主要是電動機同步轉速和電源的頻率成正比，電動機轉速比同步轉速要小，所以對頻率的提升就能夠對轉速進行提升。變頻調速這一方法能夠分成恒功率以及恒轉矩以及保持過載能力不變這幾種調速的方法[4]。另外在矢量控制方面，對于異步電動機全壓啟動過程中，電動機當中就會流過5到7倍額定電流，而在轉矩上卻并不是很大，矢量控制的基本出發點就是把異步電動機構造上不能夠分離轉矩電流以及勵磁電流分離成90°的相位差，同時對轉矩電流以及勵磁電流分別控制。第二，對電動機的保護上要能夠得到充分重視，高壓變頻器對原有的液力耦合器調速系統有了突破，在啟動上更加的平穩，在積分的作用下速度的調節器就會處在飽和狀態，而電動機轉差頻率就始終處在最大值，對所運行過程中的減速轉矩能夠得到有效控制。多回路的供電技術以及高可靠性的設計，以及超級看門狗技術對系統運行的穩定性得到了保證，高壓帶電之后能夠將可靠性得到進一步提升。第三，對除塵風機上應用高壓變頻器要想在效果上得到良好實現就要對其進行改造優化處理，可提供純凈輸入特征，能夠對其他的在線設備免受諧波的干擾，也能夠防止和其他調速裝置發生串擾的情況。通過高壓變頻器實施電動機調速運轉在轉頻率的變化以及高次諧波分量上也會發生廣范圍的變化，通過變頻器自身所提供的正弦波輸出而不需要外部輸出濾液器，對電機的使用壽命就能夠得以有效提升。第四，設備在實際的應用過程中對工藝起到了改善作用，在將高壓變頻器在除塵風機中應用后能夠平滑穩定的對風量進行調整，在風機的參數上也得到了相應的改善，有效提高了效率。同時在對電機以及風機的使用壽命上也有著相應的提升，能夠實現軟啟動以及軟制動[5]。并且對閥門以及風機的葉輪磨損的情況也有了很大程度上改善，高壓變頻調速之后風機在額定轉速的低轉速運行下對軸承以及風機葉輪的磨損也得到了有效減少，這樣就對風機的大修周期得到了延長，在費用以及時間上也能夠得到有效節約。

2.3 應用效果

通過對高壓變頻器的現場應用，在系統的運行上比較穩定安全，只需要對變頻器實施除塵處理不用停機，對生產的連續性進行保障。在過流以及欠壓、溫升保護等諸多的保護功能上的作用得到了充分發揮，節能的效果比較顯著。

3 結束語

綜上所述，除塵風機在對高壓變頻器應用后，在各方面的運行效果上都得到了不同程度的改善，變頻器的性能比較好以及采購的成本不高，這些都為煉鋼企業的應用提供了條件，在效益的獲取上也比較明顯。隨著我國的科學技術的進一步發展，在這一方面的進步也能夠起到促進作用，使之能夠在整體的發展水平上邁向一個高度。由于文章篇幅限制不能進一步深化探究，希望此次研究能起到拋磚引玉的作用以待后來者居上。

參考文獻

[1]劉海鵬，郭培彬，王濤.高壓變頻器在電爐除塵風機中的應用[J].變頻器世界，2014（1）.

[2]張黎.高壓大功率變頻器在轉爐除塵風機中的應用[J].變頻器世界，2013（11）.

[3]陳志東，歐榮華.高壓變頻器在轉爐除塵風機中的應用[J].變頻器世界，2014（12）.

[4]鄭培峰，周玉蘭，李金平，等.高爐出鐵場除塵風機高壓變頻改造[J].變頻器世界，2013（5）.

[5]于壽海，紀馬力，王力.高壓變頻技術在酒鋼煉鋼一次除塵風機系統的應用[J].甘肅冶金，2015（2）.

作者簡介：鳳軍（1982，5-），男，吉林省梅河口市人，工作單位：通化鋼鐵公司煉鐵廠，職務：電氣工程師，研究方向：電氣。